Лабораторный блок питания на STM32F100

[port122]

Всем привет!

Хочу предложить вам собственную разработку лабораторного блока питания.
Сам БП находится на стадии доработки. Если кому интересна история данного БП советую почитать http://forum.avr.ru/laboratornyy-blok-p ... 3p112.html




Достоинства:
1. Выходное напряжение до 40 вольт, ток до 4 ампер(при желании диапазон ампер можно расширить)
2. В петле обратной связи применяется сам контроллер, что позволяет добится исключительной точности установки выходных напряжений во всём диапазоне.
3. В данном блоке применяется 12-bit АЦП, что позволяет выставлять напряжение с шагом в 0,01 вольта и наблюдать показания ампер с точностью до 0.001.
4. В схему добавил предварительный понижающий импульсный стабилизатор (примаконтроль), что позволяет значительно повысить КПД блока, применять маленькие радиаторы, отказатся от воздушного охлаждения.
5. Немаловажный плюс в проекте использован дисплей от сотового N95-8gb(довольно большой).
6. Использованна клавиатура для быстрого и удобного ввода значений.
7. Предусмотрен триггерный режим и режим плавной стабализации по тока.

Хотел бы услышать ваши мнения и советы по улучшению данного блока питания, а возможно и помощь в написании программы или доработке схемы.
Жду ваших комментариев.

[Alter Ego]

А какой переходный процесс при переключении режимов CC - CV?

[port122]

Переходной процесс при переходе из режима стабилизации напряжения в режим стабилизации тока составляет примерно 60 ms.
Это много или мало?

[Alter Ego]

Некоторым схемам может стать плохо...

[port122]

Измерил точнее, оказалось 40 ms. А сколько бывает в обычных блоках питания?

[dark128]

На самом деле чем быстрее тем лучше. ИМХО такие вещи надо делать аппаратно, а не программно...

[port122]

Это и мне понятно что чем быстрее тем лучше, точные цифры в студию на что мне орентироватся.
Программу же можно всегда доработать, это ещё не окончательный вариант.

[RomanT]

Выходное напряжение до 40 вольт,
В данном блоке применяется 12-bit АЦП, что позволяет выставлять напряжение с шагом в 0,01 вольта и наблюдать показания ампер с точностью до 0.001.

Я сам балуюсь такими штуками и тут с уверенностью могу заявить,
что с 12 бит АПЦ не возможно получить 0,01 Вольта при 40 Вольтах,
не говоря уже о точности измерений 0,001 ... тобишь 1 LSB
Чтоб получить такую точность вам нужны значительно точнее ОУ, резисторы на них и АЦП не менее 14 бит.
А так-же иметь поверенные измерительные приборы точностью менее 0,01%
Сейчас у вас точность порядка 1% и то если постарается ...
(китайские мультиметры до 2 тыс. руб. порядка 0,5%)

[port122]

RomanT Во первых есть такая штука как оверсемплинг.
Во вторых как раз на диапазоне в 40 вольт можно получить точность в 0,01 вольта на 12 битном АЦП (разрешение 4096), 40 вольт и два разряда 96 на сотые. Теоретически влезаем в диапазон, вы наверное скажете про шумы а я вам скажу что с помошью оверсемплинга можно повысить точность на 1-2 бита.
В третьих могу снять видео, где наглядно вам всё продемонстрирую.

Может вы в частично и правы, да только у других БП точность в лучшем случае еле дотягивает до 0,1 вольт. Потому что все они сделаны по классической схеме где МК тупо вырабатывает опорное напряжение которое далее сравнивается с выходным и по результату вырабатывается напряжение упавляющее выходными транзисторами. Недостатком такого решения является невозможность точной настройки напряжения во всём диапазоне. Например вы идеально настроили обратную связь на 5 вольтах а на двадцати вольтах мы получим допустим 20,8 вольт. И никак на добится оптимальной точности во всём диапазоне, так как схема аналоговая со всеми своими нелинейными характеристиками.

Я же предлагаю в обратной связи использовать микроконтроллер, который будет постоянно подстраивать напряжение на выкоде БП до точности и нелинейности применённого АЦП в STM32 который имеет весьма неплохие характеристики.

[RomanT]

да было бы интересно увидеть прибор высокой точности и ваше устройство ...
ну а во вторых, у вас только внутренний ИОН АЦП имеет точность -/+3,33%
в третьих, внутренние ошибки АЦП порядка 5 LSB ...
в четвёртых, ОУ имеет смещение 1,5 мВ ...
Если бы я не сталкивался с этим, я-бы вам верил ...

[port122]

RomanT Если быть совсем честным то, да точность на диапазоне малых напряжений(менше 0,5 вольта) далека от точности в 0,01 вольта, но во всём остальном диапазоне всё примерно сходится.

[RomanT]

Ну я так и сказал - у вас сейчас точность порядка 1%, т.е. -/+ 0,4 Вольта (от диапазона 40 В) ...

[port122]

Да откуда вы взяли 0,4 вольта!!! У меня ещё на атмелах с их 10 битным АЦП была точность в 0,1 вольта, а тут как никак 12 честных бит плюс оверсемплинг. В любом случае лучьше решений блоков питания(из любительских поделок) я невидел.

[ploop]

Да ладно вам критиковать, разработка замечательная!

[port122]

Хоть один добрый человек оценил мой титанический труд!

[ploop]

Я сам думал такой проект. Серьёзно думал. Всё упёрлось в свободное время, в связи со сменой работы.
Но ваш повторить гораздо проще будет

[port122]

Так давайте повторяйте! Блок практически готов, но пока в нём не работает как надо прима контроль(программно выключил). Когда отлажу до идеала тогда подключу. Может вы умеете писать программы на си для микроконтроллеров STM32?

[RomanT]

Не кто и не говорит, что все плохо ...
Я лично сказал только то что точность измерения данного устройства значительно ниже заявленной ...

[ploop]

Может вы умеете писать программы на си для микроконтроллеров STM32?

Писал, но мало. Так что, чтобы серьёзно въехать в тему понадобится некоторое время. Но у них документация отличная.

Так давайте повторяйте!

Всему своё время Тут ещё проектик на носу, после него наверное. Но за темой следить буду.

Я лично сказал только то что точность измерения данного устройства значительно ниже заявленной ...

Ясно, что ниже, но не значительно. Вообще, судить о ней надо только по эталонным приборам. В любом случае, даже заводских аналогов с такими характеристиками не так много, да и цены на них пятизначные.

[RomanT]

На порядок - это значительно, ИМХО.
Внешний 14...16 бит АЦП погрешностью до 6...8LSB, ИОН до 0.02...0.01%, ОУ с мкВ смещением и коррекцией, резисторы КУ 0.05...0.01% удорожает конструкцию не более чем на 1 тыс. Руб., но при этом будет доступна заявленная точность.